6. Превращение веществ при созревании сочных плодов

Созревание сочных плодов сопровождается сложным ком­плексом биохимических превращений. При этом вещества, обра­зовавшиеся на более ранних этапах формирования плодов, ис­пользуются для синтеза новых веществ на завершающихся стади­ях их созревания. Общая схема превращения запасных веществ при созревании плодов на материнском растении или же при хранении представлена на рисунке.

Обмен запасных веществ (сахаров, кислот и др.) осуществля­ется по двум метаболическим путям: окисления и декарбоксилирования. Образующиеся при этом метаболиты и высвобождающая­ся энергия используются на создание структур клеточных органелл и обеспечение их функций, а также на активизацию биосинтеза НК, белков, липидов, этилена, ароматических и др. веществ, необходимых для процесса созревания. Превращение запасных веществ происходит с по­мощью как ферментов, уже имеющихся в растущем плоде, так и за счет новых ферментативных систем.

После сбора плодов биохимические процессы более активно протекают в первые дни и недели. При достижении определен­ного максимума активность многих физиологических систем снижается и их направленность изменяется. Например, если на первых этапах созревания более интенсивно идут процессы окисления, то в дальнейшем преобладают реакции декарбоксилирования.

Максимальная активность биосинтетических процессов при созревании плодов сопровождается временным усилением дыха­ния, который назван климактерическим. Считается, что климактерический подъем дыхания означает кульминацию процесса со­зревания и начало старения.

Важная роль в процессе созревания плодов принадлежит про­цессу превращения ОК. Вследствие окисления и декарбоксилирования (в цикле Кребса) они становятся источни­ками Н и СО₂ для фотосинтеза и исходным материалом для био­синтеза ряда веществ в процессе созревания. Промежуточным продуктом окисления малата в пируват, про­исходящего в митохондриях, является ЩУК, которая уже в небольших количествах способна подавлять систему сукцинатдегидрогеназы, что приводит к нарушению цикла Кребса. В митохондриях плодов яблони обнаружен меха­низм превращения ЩУК в аспарагиновую АК путем переаминирования. Наряду с этим в климактерической фазе увеличивается про­ницаемость тонопласта, что обеспечивает возрастание скорости поступления органических кислот из вакуоли в цитоплазму.

При климактерическом подъеме дыхания величина ДК возрастает с 1 до 1,5 и более, что обусловли­вается сдвигом дыхания от аэробного к анаэробному. Одной из причин анаэробного сдвига дыхания при созревании плодов является ослабление доступа воздуха из-за постоянного биосинтеза кутикулярных веществ. Основной же причиной является возникновение ферментатив­ной системы (не связанной с гликолизом), состоящей из трех энзимов — малатдегидрогеназы (декарбоксилирующей), пируватдекарбоксилазы и алкогольдегидрогеназы. При этом происходит заметное увеличение в созревающих плодах спирта и ацетальдегида. Ключе­вым ферментом данной системы является малатдегидрогеназа, основная функция которой состоит в регулировании количества С₄-кислот в цитоплазме. Фермент удаляет избыток кислот, воз­никающий вследствие ослабления их транспорта в вакуоль. Деятельность малатдегидрогеназы выражается той же кривой, что и климактерический подъем дыхания, а поэтому может слу­жить показателем физиологической активности тканей созреваю­щих плодов.